Плотность вещества
Плотность показывает, какая масса вещества приходится на единицу его объёма. Для смеси плотность находят как отношение общей массы смеси к её общему объёму, если объёмы компонентов известны.
Формула плотности
Основную формулу плотности записывают так:
Здесь \(\rho\) — плотность, \(m\) — масса вещества, \(V\) — объём. Из этой формулы можно найти массу: \(m=\rho V\), или объём: \(V=\frac{m}{\rho}\). В СИ плотность измеряют в килограммах на кубический метр (\(\text{кг/м}^3\)). Другие единицы плотности, например \(\text{г/см}^3\), удобны для небольших объёмов.
Плотность смеси
Если смешали вещества, плотность смеси определяют по общей массе и общему объёму: \(\rho_{см}=\frac{m_1+m_2}{V_1+V_2}\). Для раствора массу растворённого вещества и растворителя складывают. Объёмы при смешивании иногда изменяются, поэтому точный расчёт требует учитывать фактический объём смеси. Если объёмы можно считать складывающимися, применяют указанную формулу.
Смешали \(200\ \text{см}^3\) воды массой \(200\ \text{г}\) и \(100\ \text{см}^3\) другой жидкости массой \(80\ \text{г}\). При сложении объёмов масса смеси равна \(280\ \text{г}\), объём — \(300\ \text{см}^3\). Поэтому \(\rho_{см}=\frac{280}{300}\approx0{,}93\ \text{г/см}^3\).
Плотность и масса — разные величины. Масса зависит от количества вещества, а плотность характеризует само вещество и при неизменных условиях не зависит от размера образца. Нельзя находить плотность смеси простым средним арифметическим плотностей компонентов, если их массы или объёмы различны.
Как изменится плотность, если массу тела увеличить в два раза, не изменяя его объём?
Главное
- Плотность — отношение массы вещества к его объёму: \(\rho=\frac{m}{V}\).
- Для смеси используют отношение общей массы к общему объёму; объёмы можно складывать только с учётом условий смешивания.
- Основные единицы плотности — \(\text{кг/м}^3\) и \(\text{г/см}^3\).